[发明专利]一种利用提纯的铁尾矿制备水玻璃的方法

说明书

本发明的目的是针对铁尾矿大量排放造成严重的资源浪费和环境污染问题，提供了一种利用提纯的铁尾矿制备水玻璃的方法，属于水玻璃技术领域。本发明的技术方案为，首先，将铁尾矿分选出富硅原料，然后，将富硅原料酸浸，除去富硅原料中的酸溶性杂质，然后水洗、烘干，获得石英砂原料，最后，将石英砂原料与碱溶液加入反应釜中反应，反应结束后，冷却、过滤，过滤后的液体进行浓缩即获得水玻璃产品。该方法分选出铁尾矿中的有价组分SiO₂，再与碱溶液反应，制备模数为2.5‑3.5的液体水玻璃。本发明通过利用提纯的铁尾矿制备高附加值产品水玻璃，实现了铁尾矿的无害化处置和资源化利用，其经济社会效益显著。

技术领域

本发明属于水玻璃技术领域，特别涉及一种利用提纯的铁尾矿制备水玻璃的方法。

背景技术

铁尾矿是选矿厂选出铁精矿后所排放的废渣，是主要工业固体废弃物之一。随着钢铁行业的迅速发展，铁矿石的开采量不断增加，铁尾矿在工业固体废弃物中所占的比重越来越大。由于尾矿粒度小、重量轻、表面积大、堆放时易造成流动和塌漏，尾矿粉尘在风力推动下四处飞扬，不仅造成了矿产资源的浪费，而且占用大量土地，造成严重的环境污染。因此，对铁尾矿综合利用方面的研究十分迫切。

铁尾矿的主要化学组成是SiO₂，约占60％左右，其次是Fe、Al、Ca和Mg等。二氧化硅是生产水玻璃的原材料。目前，我国尾矿的综合利用率仅为7％，主要利用方向是建筑领域，在利用铁尾矿研制水玻璃方面的报道几乎没有。

水玻璃是一种可溶性的无机硅酸盐，化学式为R₂O·nSiO₂，n为水玻璃的模数，一般在1.5～4.0之间，我国生产的水玻璃模数一般在2.4～3.3之间。不同模数的硅酸钠的用途不同，广泛应用于铸造、造纸、陶瓷、粘土、矿山选矿药剂、高岭土、洗涤等众多领域。

因此，利用铁尾矿制备高附加值产品水玻璃对减少铁尾矿的排放，提高铁尾矿综合利用程度和减少环境污染具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是针对铁尾矿大量排放造成严重的资源浪费和环境污染问题，提供了一种利用提纯的铁尾矿制备水玻璃的方法。该方法分选出铁尾矿中的有价组分SiO₂，再与碱溶液反应，制备模数为2.5-3.5的液体水玻璃。本发明通过利用提纯的铁尾矿制备高附加值产品水玻璃，实现了铁尾矿的无害化处置和资源化利用，其经济社会效益显著。

本发明的技术方案为，一种利用提纯的铁尾矿制备水玻璃的方法，包括如下步骤：

1)铁尾矿分选富硅原料

a.旋流器分级：将铁尾矿进行旋流器分级处理，获得沉砂和溢流产品；

b.螺旋溜槽粗选：将步骤a中的沉砂产品进行螺旋溜槽粗选，获得铁连生体和粗选尾矿；

c.螺旋溜槽扫选：将步骤b中的粗选尾矿进行螺旋溜槽扫选，获得铁连生体和扫选尾矿；

d.弱磁选：将步骤a中旋流器分级后的溢流产品进行弱磁选，获得铁连生体和弱磁尾矿；

e.强磁选：将步骤d中弱磁尾矿进行强磁选，获得铁连生和强磁尾矿；

f.将步骤c中的扫选尾矿和步骤e中的强磁尾矿合并为最终的富硅原料；

2)将富硅原料酸浸，除去富硅原料中的Ca，Mg，Al、Fe等酸溶性杂质，然后水洗、烘干，获得石英砂原料；

3)制备水玻璃

将石英砂原料与碱溶液按1∶5～1∶8的质量比混合后加入反应釜中，反应温度为170-200℃，反应时间为2-4h，反应结束后，冷却、过滤，过滤后的液体进行浓缩即获得水玻璃产品。